In februari 2012 kondigde GE studies aan over een efficiënter derivaat, de GE9X genaamd, om beide -8/9-varianten van de nieuwe Boeing 777X aan te drijven . Het zou dezelfde ventilatordiameter van 128 inch (325 cm) hebben als de GE90-115B, met een verminderde stuwkracht van 15.800 lbf (70 kN) tot een nieuw vermogen van 99.500 lbf (443 kN) per motor. [1] De motor van de -8X moest worden afgesteld tot 88.000 lbf (390 kN). [2]
In 2013 werd de diameter van de ventilator vergroot met 3,5 inch (9 cm) tot 132 inch (335 cm). [3] In 2014 werd de stuwkracht licht verhoogd van 102.000 tot 105.000 lbf (450 tot 470 kN) en de ventilatordiameter tot 133,5 inch (339 cm). [4] In 2016 bedroeg de catalogusprijs 41,4 miljoen dollar. [5]
De eerste motor zou naar verwachting in 2016 op de grond worden getest, de testvluchten zouden in 2017 beginnen en de certificering zou in 2018 plaatsvinden. [6] Vanwege de vertragingen vond de eerste vliegtest plaats in maart 2018, [7] en de certificering werd verwacht in eind 2019. [8]
Grond testen
De eerste te testen motor (FETT) voltooide zijn eerste testrun in april 2016. [9] Met 375 cycli en 335 testuren valideerde dit zijn architectuur (als een systeem, in tegenstelling tot een verzameling modules) voor aerodynamische prestaties, mechanische systeemverificatie en validatie van aerothermische verwarming . [10]
De GE9X onderging in de winter van 2017 ijstests . [11] De FETT werd uiteindelijk gebruikt voor 50 testpunten bij koud weer , zoals grondmist of natuurlijke ijsvorming ; kleine aanpassingen waren onder meer het aanpassen van onderdelen met behulp van additieve fabricage voor verschillende draaipunten, die binnen een maand werden gebruikt. Icing-certificering en -evaluatie zijn voltooid tijdens de winter 2017-2018 in Winnipeg, Manitoba . [10]
Nu de tests zijn voltooid om omstandigheden op grote hoogte te simuleren, zou de GE9X vrij moeten zijn van ijskristallen ( kernglazuur ), wat een probleem was voor de GEnx . Dit wordt nu beter begrepen, evenals traditioneel rijpijs . De verbeteringen die voor de GEnx zijn ontwikkeld, waren de deuren van de variabele bypass-klep : de luchtstroom wordt verbeterd door de manier waarop ze naar binnen openen in het stroompad tussen de booster en de hogedrukcompressor, waardoor het ijs en zand op natuurlijke wijze worden uitgeworpen om te voorkomen dat ze de kern binnendringen. [10]
Kleine aanpassingen tussen FETT en de tweede te testen motor (SETT) zijn cruciaal om de efficiëntiedoelen te bereiken: in de keel tussen de HP-turbine-uitlaat in de LP-turbine-inlaat, wordt het knijppunt van de turbine gewijzigd om de bedieningslijn van de compressor, turbine in te stellen en 134,5 inch (342 cm) ventilator. De bladen aan de achterkant van de 11-traps HP-compressor zijn iets meer dan 25 mm hoog. De speling van de kop van de kop van de HP-compressor is gewijzigd naarmate de compressor nauwkeuriger werd afgesteld sinds de eerste tests begin 2013. De SETT lijkt te voldoen aan de ontwerppunten voor stroomfunctie en bruikbaarheid. Het testen begon op 16 mei 2017 in Peebles, Ohio , 13 maanden na FETT; het is de eerste die is gebouwd volgens de definitieve productienorm voor certificering. [10] Tijdens extreme testomstandigheden voor de FAA-bloktest van 150 uur faalden de hefboomarmen van de variabele statorschoep (VSV) en hun herontwerp leidde tot een vertraging van 3 maanden. [12] In mei 2018 kwamen er nog vier testmotoren bij. [13]
Het certificeringsprogramma begon in mei 2017. [11] Acht andere testmotoren zullen worden betrokken bij de certificeringscampagne, plus één voor ETOPS- certificering die is geconfigureerd met een Boeing-gondel. Een kern die zal draaien in de Evendale, Ohio , hoogtetestcel voor aeromechanische en trillingstests en testmotoren 003, 004 en 007 worden geassembleerd om in 2017 te worden voltooid, waarbij de vierde motor in het derde kwartaal op de grond wordt getest voordat hij later in het jaar op het testbed vloog vanuit Victorville, Californië . Vanaf begin 2018 worden acht conformiteitsmotoren plus een paar reserveonderdelen geleverd voor de vier 777-9 testvluchten. [10] De typecertificering is gepland voor het vierde kwartaal van 2018. [14]
Op 10 november 2017 bereikte het een record stuwkracht van 134.300 lbf (597 kN) in Peebles, een nieuw Guinness World Record dat het GE90-115B 127.900 lbf (569 kN) record in 2002 verbrak. [15] Tegen die tijd waren er vijf motoren was proefgedraaid. [16] De tweede motor doorstaat de FAA-bloktest van 150 uur op zijn operationele limieten en draait op drievoudige rode lijn: maximale ventilatorsnelheid, maximale kernsnelheid en maximale uitlaatgastemperatuur . De derde motor bevindt zich in Peebles, terwijl de vijfde naar Winnipeg zal reizen voor ijsvormingstests vanaf eind 2017, terwijl drie andere motoren momenteel worden geassembleerd. De eerste 777X-vliegtestmotoren worden in 2018 geleverd voor een eerste 777-9-vlucht begin 2019. [17] Een kwart van de certificeringstests was in mei 2018 gedaan: icing, zijwind , inlaat , ventilator en booster- aeromechanica, HP turbine- aeromechanica en thermisch onderzoek . [13]
Vlucht testen
GE Propulsion Test Platform Boeing 747-400 Omdat hij groter is dan de GE90, past hij voor het testen alleen op de Boeing 747-400 met grotere veerpoten en grotere banden en niet op de vorige 747-100 GE testbed, en de geteste motor is 5° meer gekanteld dan de originele GE CF6 . [14] Boeing bouwde een grote, speciaal ontworpen pyloon voor het testbed. [10] Opgehangen aan een 19 ft (580 cm) veerpoot, is de vierde motor van het programma in november gemonteerd om eind 2017 met de testvluchten te beginnen. De 134 in (340 cm) ventilator is ingekapseld in een 174 in ( 440 cm) gondel, met 1,5 ft (0,46 m) bodemvrijheid. [17] Hij weegt 40.000 lb (18 t) met zijn aangepaste pyloon en vleugelversterking, vergeleken met 17.000 lb (7,7 t) voor de CF6-80C2s en zijn pyloon. [18]
In februari 2018 werd de eerste vlucht van de GE9X vertraagd door problemen die werden ontdekt in de HPC variabele statorschoepen (VSV) hefboomarmen. Deze moeten worden gewijzigd voor de productiemotor, maar hebben geen invloed op de stroom ervan. Ook ontdekte een routinematige A Check corrosie van de ventilatorbehuizing en de limieten van de HP-turbine-vleugels op de CF6-motoren van de 747-testbed. [19] Het vloog voor het eerst op 13 maart met het vorige ontwerp van de VSV externe hefboomarm. [7] Begin mei werd de eerste vluchttestfase van twee afgerond na 18 vluchten en 110 uur: na controle van het vliegtuig en de systemen, de GE9X-envelop op grote hoogte werd verkend en de cruiseprestaties geëvalueerd, de tweede fase is gepland in het derde kwartaal beginnen. [13]
In oktober 2018 was de helft van de certificering voltooid en zijn acht prototypes gebruikt, voornamelijk in Peebles, Ohio : #1 zal worden opgeslagen; de blade-out zal opzettelijk worden gescheiden van de hub van #2 bij startkracht; na grondtesten met zijwind zal #3 worden gebruikt voor cyclische en belastingtests van de cascadeconstructie van de stuwkrachtomkeerinrichting ; de Airborne #4 zal van november tot maart meer randen van de vluchtomhulling verkennen, zoals lage hoogten voor certificeringsvluchttests; #5 zal ongebalanceerd uithoudingsvermogen testen om trillingsniveaus te controleren, vóór ETOPS-certificering; #6 zal later in 2018 de innametests doorstaan ; na overtemperatuurtests van LP-turbines zal #7 een tweede ijscampagne ondergaan in Winnipeg, Manitoba ; #8 zal half oktober klaar zijn voor de triple redline FAA 150 uur duurtest. Naar verwachting zullen vanaf november acht conformiteitsmotoren, plus twee reservemotoren, in Everett, Washington , worden geïnstalleerd op de eerste 777-9, om de meeste vliegtests in 2019 te voltooien en in 2020 in gebruik te gaan. [12]
Een tweede fase, van 18 vluchten, begon op 10 december om de software en de evaluatie van hot-en-hoge prestaties tot het eerste kwartaal van 2019 voor zijn FAA hetzelfde jaar certificering. Tegen die tijd waren de tests voor wateropname, oververhitting en zijwind voltooid, voordat de blade-out, hagelsteen , vogelopname en blok- of uithoudingstests werden uitgevoerd. De testvluchten zijn gevestigd in Victorville, Californië , en strekken zich uit tot Seattle , Colorado Springs, Colorado , Fairbanks, Alaska en Yuma, Arizona . [20]
Op 4 januari 2019 waren acht testvluchten en 55 uur runtime voltooid. [21] Eind januari werden de behuizing en de achterste turbineframe-stut beschadigd tijdens de blade-out-test en werden de betrokken componenten gereviseerd. Begin mei werd de testvluchtcampagne na 320 uur voltooid, gericht op het verbranden van brandstof voor cruises op grote hoogte . Een compressorafwijking werd gedetecteerd tijdens een test vóór levering van de motor terwijl de eerste motoren werden geïnstalleerd op het 777X-prototype. De motoren moeten worden aangepast aan een definitieve certificeerbare configuratiestandaard vóór de eerste vlucht, uitgesteld na de eerder verwachte 26 juni. Het probleem is mechanisch en niet aerodynamisch, heeft geen invloed op de prestaties of motorconfiguratie, en bevindt zich aan de voorkant van de 11-traps hoge -druk compressor . Vóór de certificering omvatten de laatste tests een bloktest met volledige duurzaamheid, ter vervanging van de gebruikelijke "triple redline" -test bij maximale temperaturen, drukken en snelheden, aangezien moderne motoren met een hoge bypass-verhouding niet alle maximale omstandigheden in de buurt van zeeniveau kunnen bereiken. [22] Door het nieuwe ontwerp van de hogedrukcompressor-stator zal de certificering van de motor waarschijnlijk in de herfst plaatsvinden, waardoor de eerste vlucht van de 777X wordt uitgesteld tot 2020. [8]
Op 25 januari 2020 had de GE9X zijn eerste vlucht op de 777X, die 3 uur en 52 minuten duurde, voordat hij landde op Boeing Field. Op 28 september kondigde GE haar FAA- typecertificaat aan, aangezien acht testmotoren 8.000 cycli en 5.000 bedrijfsuren hadden. ETOPS-goedkeuring zou 3.000 grondtestcycli nodig hebben om te worden voltooid voor de introductie van de service. [23]
De GE9X zou het brandstofverbruik met 10% moeten verhogen ten opzichte van de GE90. [1] De algehele drukverhouding van 61:1 zou moeten zorgen voor een 5% lager specifiek brandstofverbruik (TSFC) dan de XWB-97, met onderhoudskosten die vergelijkbaar zijn met die van de GE90-115B. [6] De aanvankelijke stuwkracht van 105.000 lbf (470 kN) wordt gevolgd door 102.000 en 93.000 lbf (450 en 410 kN) verlaagde varianten. [13] GE investeerde meer dan $ 2 miljard voor de ontwikkeling ervan. De gondel is 184 in (4700 mm) breed. [24]
De meeste efficiëntieverhoging komt van de betere voortstuwingsefficiëntie van de ventilator met een hogere bypass-verhouding. [12] De bypass-verhouding is gepland voor 10:1. [2] De ventilatordiameter is 340 cm. [25] Hij heeft slechts 16 bladen , terwijl de GE90 22 heeft en de GEnx 18. Dit maakt de motor lichter en zorgt ervoor dat de lagedrukventilator en -booster sneller kunnen draaien om zijn snelheid beter af te stemmen op de LP-turbine. De ventilatorbladen hebben stalen voorranden en achterranden van glasvezel om de impact van vogels beter te absorberen met meer flexibiliteit dan koolstofvezel. [5] Vierde generatie koolstofvezelcomposietmaterialen , die het grootste deel van de ventilatorbladen omvatten, maken ze lichter, dunner, sterker en efficiënter. [26] Het gebruik van een composiet ventilatorbehuizing zal ook het gewicht verminderen. [27]
De hogedruk (HP) compressor is tot 2% efficiënter. [12] Omdat de GE90-ventilator van 129,5 inch (329 cm) weinig ruimte overliet om de bypass-verhouding te verbeteren, zocht GE naar extra efficiëntie door de algehele drukverhouding te verhogen van 40 naar 60, waarbij de nadruk lag op het verhogen van de verhouding van de hogedrukkern van 19: 1 tot 27:1 door 11 compressortrappen te gebruiken in plaats van 9 of 10, en een derde generatie twin-ringvormige pre-swirl (TAPS) verbrander in plaats van de vorige dubbele ringvormige verbrander. Kunnen warmere temperaturen verdragen, keramische composieten (CMC) worden toegepast in twee verbrandingskamerbekledingen, twee spuitmonden, en de mantel uit de CFM International LEAP fase 2 turbine mantel . CMC's worden niet gebruikt voor de eerste trap turbinebladen, die extreme hitte en middelpuntvliedende krachten moeten doorstaan. Dit zijn verbeteringen die gepland zijn voor de volgende iteratie van motortechnologie. [28]
De eerste fase HP turbine mantel , de eerste en tweede trap HP turbine spuitkoppen en de inwendige en uitwendige verbrander voeringen zijn gemaakt van CMC alleen statische componenten, werkend 500 ° F (260 ° C) heter dan nikkel legeringen met enige koeling . [12] CMC's hebben tweemaal de sterkte en een derde van het gewicht van metaal. De compressor is ontworpen met 3D- aërodynamica en de eerste vijf trappen zijn blisks , gecombineerde bladschijf. De verbrander brandt arm voor meer efficiëntie en een NOx- marge van 30% tot CAEP/8. De compressor en hogedrukturbine zijn gemaakt van metaalpoeder . De lagedruk-turbineschoepen van titaniumaluminide (TiAl) zijn sterker, lichter en duurzamer dan op nikkel gebaseerde onderdelen. [25] 3D-printen wordt gebruikt om onderdelen te vervaardigen die anders onmogelijk te maken zouden zijn met traditionele productieprocessen. [26] CMC's hebben 20% minder koeling nodig. [6]
Variant: 105B1A
Type: Dubbele rotor, axiale stroming, turbofan met hoge bypass
verbrandingsmotor: Enkele ringvormige Twin Annulus Premixing Swirler
Controle: tweekanaals FADEC
Compressor: 1 ventilator, 3-traps LP, 11-traps HP
Turbine: 2-traps HP, 6-traps LP
Ventilator: 134 in (340 cm) diameter, [25] 16 brede koorde composiet bladen
Lengte: 224,0 in (5690 mm) [Fan Spinner naar TRF achter meest flens]
Breedte × Hoogte: 161,3 x 163,7 inch (4097 x 4158 mm)
Omleidingsratio: 9.9:1
Algemene drukverhouding: 60:1, HPC-drukverhouding: 27:1
Gewicht: 21.230 pond (9.630 kg)
Opstijgen stuwkracht: 110.000 lbf (490 kN)
Stuwkracht/gewicht: 5.2
_(blurred).jpg/1280px-777X_Roll-Out_(46649681164)_(blurred).jpg)
